Analisi prestazionale del sistema propulsivo ibrido a protossido di azoto e paraffina per il vettore SFR-1

This dissertation presents a theoretical, performance, and kinetic analysis of the combustion process within a hybrid rocket motor utilizing carbon-powder-doped paraffin wax as the solid fuel and nitrous oxide (N2O) as the oxidizer, with specific application to the SFR-1 launch vehicle. The study includes the determination of fundamental propulsive parameters, namely specific impulse (Isp) and velocity increment (delta-V), in conjunction with a fluid-dynamic and thermal investigation of the propellant grain's surface liquid melt layer. Finally, the processing of experimental data acquired via static-fire testing is detailed, providing a critical comparison against the results derived from the theoretical model.

Questo elaborato propone un'analisi teorica, prestazionale e cinetica del processo di combustione all'interno di un endoreattore ibrido impiegante paraffina additivata con polvere di carbone come combustibile solido e protossido di azoto (N2O) come ossidante, con specifica applicazione al vettore spaziale SFR-1. Lo studio include la determinazione dei parametri propulsivi fondamentali, segnatamente l'impulso specifico (Isp) e l'incremento di velocità (delta-V), congiuntamente all'indagine fluidodinamica e termica del film liquido superficiale del grano propellente. Infine, si espone l'elaborazione dei dati sperimentali acquisiti mediante test a punto fisso (static-fire test), presentandone il confronto critico con i risultati derivanti dal modello teorico.